Задаемся ; тогда (табл. 72 [2]). Тогда заданный радиус инерции:
Требуемая площадь сечения:
По найденным значениям площади и радиуса инерции выбираем из табл. П4 подходящий двутавр35К3, у которого .
Проверим устойчива ли стенка этого профиля. Условие устойчивости:
Гибкость колонны:
Подставляя полученные значения в условие устойчивости получим:
Условие выполняется: стенка устойчива и может работать в составе сечения.
Проверка устойчивости полки:
;
Условие устойчивости полки выполняется.
Проверка общей устойчивости колонны при ;
Здесь принято по табл. 72 [2].
Вес колонны .
КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ БАЗЫКОЛОННЫ
Нагрузка на базу (с учетом веса колонны): Принимаем базу с траверсами. Опорная плита базы принимается из стали С245: ; бетон фундаментов высокой прочности класса В15 с . Размеры плиты и площади фундамента принимаем одинаковыми, тогда .
Требуемая площадь плиты:
Плиту запроектируем квадратной с требуемой стороной Принимаем размеры плиты
Отпор бетонного фундамента составит:
Схема размещения колонны на плиту показана на рис. 6.
Плита базы оперта на три канта и воспринимает отпор бетонного фундамента . Соотношение сторон По табл. 1 . Изгибающий момент
Требуемая толщина опорной плиты составит:
.
Принимаем толщину опорной плиты
Коэффициент для расчета пластинок опертых на три канта
Табл.1.
b/a | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | >2 | |
β | 0,06 | 0,074 | 0,088 | 0,097 | 0,107 | 0,112 | 0,12 | 0,126 | 0,132 | 0,133 |
КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ ОГОЛОВКА КОЛОННЫ
Главные балки опираются на колонну сверху (рис. 7).
Принимаем толщину плиты оголовка и размерами 380х380 мм. Нагрузка от главных балок воспринимается опорным ребром (два отдельных элемента , приваренные к стенке колонны четырьмя вертикальными угловыми швами W-1).
Толщина опорного ребра определяется из условия смятия:
.
Здесь (b – ширина опорного ребра балки). По табл. П-1 принимаем .
Длина опорных ребер определяется прочностью сварных швов W-1. По размерам толщин стыкуемых элементов принимаем . Требуемая длина сварного шва:
.
Длина опорного ребра
Проверка стенки на срез вдоль ребра по двум плоскостям:
.
Толщину стенки в пределах необходимо увеличить. Установим здесь вставку в виде короткого сварного двутавра (рис. 8). Толщина стенки этого двутавра из условий среза: Длину ее принимаем
Для предотвращения возможных крутильных деформаций и перераспределения Nна стенки и полки колонны, установим горизонтальную диафрагму в оголовке. Размеры ее принимаются конструктивно.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Н.С. Москалев, Я.А. Пронозин. Металлические конструкции. Учебник / М.: АСВ, 2007 – 344с.
2. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР – М. 2000 – 96с.
3. ГОСТ 21.502-2007. Правила выполнения проектной и рабочей документации металлических конструкций. М. – 2008. – 19с.
4. Балочная площадка. Методические указания по курсовому проектированию. Часть 3. Центрально сжатая колонна / Томск, ТГАСУ. 2007 – 49с.
5. М.М. Копытов. Металлические конструкции каркасов одноэтажных зданий / гл. 12. Состав и общие правила оформления чертежей металлоконструкций / Учебное пособие. – Томск, ТГАСУ. 2012-316с.
6. Металлические конструкции: учебник / под ред.
Ю.И. Кудишина. – М.,2007 – 384с.
7. СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*. М. – 2011 – 172с.